Стенд для виброакустических испытаний моделей систем виброизоляции судовых энергетических установок машинного отделения судна

Изобретение относится к испытательному оборудованию и может быть использовано для испытаний систем виброизоляций. Стенд содержит основание, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2, в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке. На переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов. При этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента. На основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используются частотомер и фазометр. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей испытаний объектов. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к испытательному оборудованию.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является вибростенд по патенту РФ №91540, B06B 1/00 от 07.12.2009 г., содержащий основание, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2, а в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке (прототип).

Недостатком прототипа являются сравнительно невысокие возможности испытаний многомассовых систем и сравнительно невысокая точность для исследования систем, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями объекта водного транспорта, т.е. для моделей двухмассовых систем виброизоляции типа «переборка судна на его корпусе» не представляется возможность определения характеристик виброизоляции, а также характеристик логарифмического декремента затухания свободных колебаний двухмассовой системы виброизоляции в зависимости от входного ударного импульса, а также характеристик звукопоглощающих облицовок для машинного отделения судна.

Технически достижимый результат - расширение технологических возможностей испытаний объектов водного транспорта, в частности моделей двухмассовых систем виброизоляции типа «переборка судна на его корпусе» для машинного отделения судна, а также определения характеристик звукопоглощающих облицовок для машинного отделения судна.

Это достигается тем, что в стенде для виброакустических испытаний моделей систем виброизоляции судовых энергетических установок машинного отделения судна, содержащем основание, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2, в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке, а на переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента, причем на основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используются частотомер и фазометр.

На фиг. 1 представлена схема вибростенда, на фиг. 2 - общий вид стенда для виброакустических испытаний, на фиг. 3 - математическая модель двухмассовой системы виброизоляции «переборка судна на его корпусе», на фиг. 4 - характеристики логарифмического декремента затухания свободных колебаний двухмассовой системы виброизоляции в зависимости от входного ударного импульса, на фиг. 5 - схема стенда для испытаний шумопоглощающих элементов, на фиг. 6 - схема шумопоглощающей облицовки; на фиг. 7 - характеристики звукопоглощающих облицовок: 1 - плита «Акмигран»; 2 - то же, с воздушным промежутком 200 мм; 3 - маты супертонкого базальтового волокна толщиной 50 мм.

Стенд для виброакустических испытаний моделей систем виброизоляции судовых энергетических установок машинного отделения судна содержит основание (каркас) 11, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов 2 закреплена переборка 1, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2. В качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор 3, расположенный на переборке 1. На переборке 1 установлена стойка 6 для испытания собственных частот упругих элементов 7, 8, 9 рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов. При этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента 7, 8, 9.

Возможен вариант цифрового датчика перемещений с передачей данных на компьютер (не показано).

На переборке 1 закреплен датчик виброускорений 4, а на основании 1 - датчик виброускорений 5, сигналы от которых поступают на усилитель 12, затем осциллограф 13, магнитограф 16 и компьютер 17 для обработки полученной информации. Для настройки работы стенда используются частотомер 14 и фазометр 15.

Стенд для виброакустических испытаний моделей систем виброизоляции судовых энергетических установок машинного отделения судна работает следующим образом.

Сначала включают эксцентриковый вибратор 3, который установлен на переборке 1, которая расположена на виброизоляторах 2, и снимают амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) системы «переборка судна на его корпусе» с помощью датчиков виброускорений 4 и 5. Сигналы с датчиков виброускорений 4 и 5 поступают на усилитель 12, затем осциллограф 13, магнитограф 16 и компьютер 17 для обработки полученной информации. Для настройки работы стенда используются частотомер 14 и фазометр 15.

Для того чтобы определить собственные частоты каждой из исследуемых систем виброизоляции производят имитацию ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записывают осциллограммы свободных колебаний (не показано), при расшифровке которых судят о собственных частотах систем по формуле (см. фиг. 3 и формулу):

где c1 и m1 - соответственно жесткость упругих элементов виброизоляторов и масса основания, c2 и m2 - соответственно жесткость и масса переборки, h1 - абсолютная величина вязкого демпфирования в системе, которая связана с логарифмическим коэффициентом затухания δ1 колебательной системы.

Уровень звуковой мощности Lp определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления Lcp на измерительной поверхности S, м2, за которую обычно принимают площадь полусферы (фиг. 4), т.е.

где S=2πr2;

r - расстояние от центра источника до точек измерений;

S0=1 м2.

Таким же образом определяется корректированный уровень звуковой мощности LpA:

где LAср - средний уровень звука на измерительной поверхности.

Величины снижения уровней звукового давления могут быть определены только в зоне отраженного звукового поля (когда rmin≥rпр):

где B - постоянная каюты судна до его акустической обработки, м2;

B1 - постоянная помещения после его акустической обработки, м2, которая определяется по формуле:

где A1=α(Sобщ-Sобл) - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой; α=B/(B+Sобщ) - средний коэффициент звукопоглощения в помещении до его акустической обработки; α1 - средний коэффициент звукопоглощения акустически обработанного помещения, определяемый соотношением:

ΔA - величина суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки или штучными звукопоглотителями, определяемого по формуле:

где αобл - реверберационный коэффициент звукопоглощения конструкции облицовки;

Sобл - площадь этой конструкции, м2;

Aшт - эквивалентная площадь звукопоглощения одного штучного поглотителя, м2;

n - количество штучных звукопоглотителей в помещении.

Величина снижения уровня звукового давления ΔL зависит от соотношения между прямым звуком, приходящим непосредственно от источника шума, и звуком отраженным и рассчитывается по формуле:

где L - уровень звукового давления в расчетной точке до акустической обработки помещения, дБ;

Lобл - уровень звукового давления в расчетной точке после акустической обработки помещения, дБ.

Возможен вариант, когда на переборке 1 устанавливается ударное устройство с пьезоэлектрическим динамометром (не показано), которое при ударе по переборке 1 имитирует импульсное или случайное возбуждение, при этом частотные характеристики получаются с помощью спектрального анализа сложных сигналов, основу которых составляет быстрое преобразование Фурье, например с помощью двухканального анализатора (не показан), выполняющего быстрое преобразование Фурье и измеряющего сигналы возбуждения от ударного устройства, а также реакции сигналов на переборке 1, затем определяются частотные характеристики виброизоляторов 2, закрепленных между переборкой 1 и основанием (каркасом) 11 судовых энергетических установок машинного отделения судна.

1. Стенд для виброакустических испытаний моделей систем виброизоляции судовых энергетических установок машинного отделения судна, содержащий основание, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов закреплена переборка, а в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке, отличающийся тем, что на переборке дополнительно установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента, причем на основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используются частотомер и фазометр.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что для определения собственных частот каждой из исследуемых систем виброизоляции производится имитация ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записываются осциллограммы свободных колебаний, при расшифровке которых определяют собственные частоты систем виброизоляции и логарифмический декремент затухания колебаний по формуле:

где c1 и m1 - соответственно жесткость упругих элементов виброизоляторов и масса основания, c2 и m2 - соответственно жесткость и масса переборки, h1 - абсолютная величина вязкого демпфирования в системе, которая связана с логарифмическим коэффициентом затухания δ1 колебательной системы.

3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что на переборке устанавливается ударное устройство с пьезоэлектрическим динамометром, которое при ударе по переборке имитирует импульсное или случайное возбуждение, при этом частотные характеристики получаются с помощью спектрального анализа сложных сигналов, основу которых составляет быстрое преобразование Фурье, например с помощью двухканального анализатора, выполняющего быстрое преобразование Фурье и измеряющего сигналы возбуждения от ударного устройства, а также реакции сигналов на переборке, а затем определяются частотные характеристики виброизоляторов, закрепленных между переборкой и основанием судовых энергетических установок машинного отделения судна.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для измерения резонансной частоты колебаний конструкции испытательных стендов, имитирующих инерционность объекта управления и упругость крепления привода в изделии и предназначенных для контроля динамических характеристик системы привод-объект управления.

Изобретение относится к вибрационной технике. Вибратор содержит корпус и пьезоэлемент.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения параметров датчиков ускорений в низкочастотном диапазоне. Стенд состоит из основания, выполненного с возможностью регулирования горизонтальности, подвижной системы в виде качающегося блока, установленного между двух вертикальных стоек, соединенных с основанием, и электронного блока, включающего датчик угла качания, многоканальный усилитель, АЦП и систему цифровой связи.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для вибрационных испытаний различных изделий. .

Изобретение относится к способам испытания элементов конструкции на вибростенде и может быть использовано при усталостных испытаниях или при сравнительной диагностике элементов конструкции.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для тестирования конструкций, в частности венца фюзеляжа с продольной и окружной кривизной.

Изобретение относится к устройству тестирования венца (10) фюзеляжа, например, летательного аппарата с продольной и окружной кривизной, содержащему набор средств (80) приложения сил к венцу фюзеляжа.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний резьбовых соединений и механизированного инструмента для затяжки резьб. .

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к способам проведения однонаправленных испытаний на усталость динамическим способом для определения предела выносливости или механического ресурса консольных конструкций балочного типа и деталей.

Изобретение относится к испытательному оборудованию. Стенд для акустических испытаний звукопоглотителей содержит металлический корпус со съемной передней крышкой, стенки которого облицованы исследуемым звукопоглотителем, отличающийся тем, что на днище корпуса через упругодемпфирующую прокладку установлен регулируемый источник шума, причем регулировка осуществляется по громкости звука и частоте сигнала с помощью усилителя мощности сигнала и осциллографа, а на расстоянии 1 м от крышки корпуса закреплен микрофон, сигналы уровней звукового давления от которого поступают на анализатор спектра частот, а затем на компьютер для обработки полученной информации, при этом уровень звуковой мощности Lp определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления Lcp на измерительной поверхности S, м2, за которую принята площадь полусферы: , где S=2πr2; r - расстояние от центра источника до точек измерений; S0=1 м2, а корректированный уровень звуковой мощности LpA: , где LAcp - средний уровень звука на измерительной поверхности, а величину снижения уровня звукового давления ΔL в отраженном звуковом поле образца рассчитывают по формуле где L - уровень звукового давления в расчетной точке до акустической обработки помещения, дБ; Lобл - уровень звукового давления в расчетной точке после акустической обработки помещения, дБ, В - постоянная каюты судна до его акустической обработки, м2; B1 - постоянная помещения после его акустической обработки, м2, которая определяется по формуле где А1=α(Sобщ-Sобл) - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой; α=B/(B+Sобщ) - средний коэффициент звукопоглощения в помещении до его акустической обработки; α1 - средний коэффициент звукопоглощения акустически обработанного помещения, определяемый соотношением где ΔА - величина суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки или штучными звукопоглотителями, определяемого по формулеΔA=αоблSобр+Аштn, где αобл - реверберационный коэффициент звукопоглощения конструкции облицовки; Sобл - площадь этой конструкции, м2; Ашт - эквивалентная площадь звукопоглощения одного штучного поглотителя, м2; n - количество штучных звукопоглотителей в помещении, отличающийся тем, что для исследования эффективности акустического потолка, облицованного звукопоглотителем, с боковых стенок металлического корпуса снимают звукопоглотитель, а эффективную часть регулируемого источника шума направляют на потолочную часть корпуса и включают его, последовательно изменяя громкость звука и частоту сигнала, затем с микрофона подают сигналы на усилитель мощности, например тензометрический, а с него подают сигналы на осциллограф и записывают осциллограммы уровней звукового давления, по которым определяют эффективность акустического потолка.

Изобретение относится к испытательному оборудованию. Стенд для виброакустических испытаний образцов и моделей содержит основание, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2, а в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке, отличающийся тем, что на переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента, причем на основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используются частотомер и фазометр, а для определения собственных частот каждой из исследуемых систем виброизоляции производится имитация ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записываются осциллограммы свободных колебаний, при расшифровке которых определяют собственные частоты систем виброизоляции и логарифмический декремент затухания колебаний по формуле где c1 и m1 - соответственно жесткость упругих элементов виброизоляторов и масса основания, c2 и m2 - соответственно жесткость и масса переборки, h1 - абсолютная величина вязкого демпфирования в системе, которая связана с логарифмическим коэффициентом затухания δ1 колебательной системы, при этом уровень звуковой мощности Lp определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления Lcp на измерительной поверхности S, м2, за которую принята площадь полусферы ,где S=2πr2; r - расстояние от центра источника до точек измерений; S0=1 м2, а корректированный уровень звуковой мощности LpA ,где LAср - средний уровень звука на измерительной поверхности, при этом величину снижения уровня звукового давления ΔL в отраженном звуковом поле образца рассчитывают по формуле где L - уровень звукового давления в расчетной точке до акустической обработки помещения, дБ; Lобл - уровень звукового давления в расчетной точке после акустической обработки помещения, дБ; В - постоянная каюты судна до его акустической обработки, м2; В1 - постоянная помещения после его акустической обработки, м2, которая определяется по формуле где A1=α(Sобщ-Sобл) - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой; α=B/(B+Sобщ) - средний коэффициент звукопоглощения в помещении до его акустической обработки; α1 - средний коэффициент звукопоглощения акустически обработанного помещения, определяемый соотношением где ΔА - величина суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки или штучными звукопоглотителями, определяемого по формулеΔA=αо6лSобл+Aштn,где αобл - реверберационный коэффициент звукопоглощения конструкции облицовки; Sобл - площадь этой конструкции, м2; Ашт - эквивалентная площадь звукопоглощения одного штучного поглотителя, м2; n - количество штучных звукопоглотителей в помещении, причем на каждом из исследуемых упругих элементов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закреплены тензодатчики на концах этих испытываемых элементов, при этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется как индикатором перемещений, так и тензодатчиками, причем по показаниям индикатора проводится экспресс-оценка характеристик, а при обработке сигналов с тензодатчиков, поступающих на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, определяются амплитудно-частотные характеристики и выявляются оптимальные характеристики: жесткость и коэффициент демпфирования каждого из упругих элементов.

Изобретение может быть использовано для безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения сапонитсодержащего осадка. Для осуществления способа формируют излучение бегущих гидроакустических волн звукового и ультразвукового диапазонов частот, воздействуют излучением на загрязненную сапонитсодержащую воду, осуществляют гидроакустическую коагуляцию и осаждение сапонитсодержащих частиц, уплотнение тел водоупорных дамб и акустическую сушку осадка.

Предложен способ регулирования резонансных колебаний, заключающийся в том, что резонансные колебания центральной цилиндрической или сферической массы (или физического поля), связанной с внешней цилиндрической или сферической массой (или взаимно проникающим полем), концентричной с центральной массой, возбуждают путем принудительного периодического возбуждения, создаваемого, например, электромагнитным вибратором.

Изобретение относится к вибрационной технике, в частности к технике агропромышленного комплекса, и может быть использовано на зерноперерабатывающих предприятиях в технологическом и транспортном оборудовании.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве генератора дозированных акустических импульсов при тестировании диагностической высокочастотной датчиковой аппаратуры.

Изобретение предназначено для отделения примесей от жидкости. Способ отделения примесей от основной жидкости содержит этапы, на которых создают проточную камеру, имеющую источник акустической энергии, а на противоположной стороне проточной камеры отражатель акустической энергии, обеспечивают протекание основной жидкости через проточную камеру, применяют источник акустической энергии к основной жидкости, чтобы создать трехмерную ультразвуковую стоячую волну, причем трехмерная ультразвуковая стоячая волна приводит к образованию силы акустического излучения, имеющей осевой компонент и поперечный компонент, которые имеют один порядок величины.

Изобретение относится к испытательному оборудованию. На основании посредством по крайней мере трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2.

Изобретение относится к испытательному оборудованию. Переборка закреплена на основании посредством по крайней мере трех виброизоляторов и представляет собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2.

Изобретение относится к вибрационным устройствам для создания линейных перемещений ползуна. Ультразвуковой двигатель содержит вибратор, ползун, который входит в контакт посредством трения с вибратором, пружину для прижатия вибратора к скользящему элементу.

Изобретение относится к испытательному оборудованию. Стенд содержит основание, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2. В качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке, на переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов. При этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента. На основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используется частотомер и фазометр. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей испытаний объектов, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к испытательному оборудованию и может быть использовано для испытаний систем виброизоляций. Стенд содержит основание, на котором посредством по крайней мере трех виброизоляторов закреплена переборка, представляющая собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2, в качестве генератора гармонических колебаний использован эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке. На переборке установлена стойка для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов. При этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируется индикатором перемещений, по показаниям которого определяется резонансная частота, соответствующая параметрам каждого упругого элемента. На основании и переборке закреплены датчики виброускорений, сигналы от которых поступают на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используются частотомер и фазометр. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей испытаний объектов. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх